Einfluss der Adenosinkinase-Hemmung auf die hepatische Autophagie-Aktivität

Die Autophagie stellt einen wichtigen intrazellulären Abbaumechanismus dar, der der Beseitigung von langlebigen Proteinen, Lipiden und Zellorganellen dient. Dazu wird die Struktur von Autophagosomen umschlossen und nach Fusion mit Lysosomen durch lysosomale Hydrolasen abgebaut. Da die Abbauprodukte der Biomoleküle der Zelle zur Wiederverwendung zur Verfügung stehen, kann die Autophagie als Recycling-Mechanismus angesehen werden, der je nach Nährstoffangebot, metabolischer Aktivität und zellulärem Stress aktiviert wird. Der Fokus dieser Diplomarbeit bestand darin, den Einfluss der Hemmung des Enzyms Adenosinkinase (ADK) auf die Autophagie zu untersuchen. ADK katalysiert die Phosphorylierung von Adenosin zu Adenosinmonophosphat und ist so grundlegend an der Regulation des intrazellulären Gleichgewichts zwischen Adenosin und phosphorylierten Adenin-Nukleotiden beteiligt. In der vorliegenden Arbeit wurden Leberhomogenate von Mäusen, die mit dem ADK-Inhibitor ABT-702 (10 mg/kg KG) oder mit Vehikel behandelt wurden, hergestellt und die Level der Autophagiemarker LC3-I und LC3-II mittels Western Blot gemessen. Nach einer dreistündigen Behandlung der Mäuse mit ABT-702 waren deutlich erhöhte LC3-II-Konzentrationen messbar. Außerdem konnte in Experimenten mit Bafilomycin-behandelten Tieren gezeigt werden, dass ABT-702 den autophagosomalen Abbau hemmt. Des Weiteren konnte ein Zusammenhang zwischen einer Adenosin-Rezeptor- vermittelten Reaktion und der Bildung von LC3-II festgestellt werden. Aufgrund der geringen Versuchsanzahl können die Resultate vorerst als präliminar angesehen werden. Außerdem könnten Versuche mit isolierten Hepatozyten eine wichtige Ergänzung sein, um die Rolle der ADK in der Autophagie in vitro zu charakterisieren.Autophagy is regarded as important intracellular degradation mechanism that eliminates long-living proteins, lipids and whole cell organelles. In this process, constituents are enclosed by double-membrane containing vesicles, called autophagosomes. After fusion with lysosomes constituents are degraded by lysosomal enzymes. Since degradation products of biomolecules are reused as substrates by cells, autophagy can be considered as recycling mechanism that is activated depending on nutrient supply, metabolic activity and cellular stress. This diploma thesis investigates the effect of adenosine kinase (ADK) inhibition on autophagy with special focus on liver. The enzyme ADK catalyzes phosphorylation of adenosine to adenosine monophosphate and plays therefore an important role in maintaining the cellular equilibrium between adenosine and its phosphorylated products.Hepatic homogenates of mice that had been in vivo treated with vehicle or the ADK-inhibitor ABT-702 (10 mg/kg KG) were prepared and analyzed for autophagy markers LC3-I and LC3-II by Western Blot analysis. Experiments revealed that after treatment for three hours a marked increase in LC3-II protein levels was observed. Moreover, from experiments with bafilomycin-treated mice, we propose that the effect of ABT-702 is related to inhibition of autophagosomal degradation. Furthermore, from experiments with chloradenosine, association between adenosine receptor mediated signal transduction and increased LC3-II protein levels was suggested. However, due to the low number of experiments, results can only be considered as preliminary. Moreover, experiments with isolated hepatocytes may contribute to identification of the mechanism that underlies ADK inhibition on autophagy.vorgelegt von Sophia Anna Maria RabenbergerAbweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der VerfasserinZusammenfassungen in Deutsch und EnglischKarl-Franzens-Universität Graz, Diplomarbeit, 2017(VLID)233768